K. Schultz· W. Petro (Hrsg.) . Pneumologische Umweltmedizin

Springer Berlin Heidelberg New York Barcelona Budapest Hong Kong London Mailand Paris Santa Clara Singapur Tokyo

K. Schultz· W. Petro (Hrsg.)

neumologlsche mweltmedlzln

Atmungsorgane und Umwelt

Geleitwort von H. Magnussen

Unter Mitarbeit von

K. Aigner· H. Allmers . C. Bachert· P. L. Bolcskei . U. H. Cegla W. Dorsch· I. Gross· K. Haussinger . J. Heinrich· A. Hellmann T. Hellmann· H. W. Hoppe· L. Jager· R. A. J orres . A. D. Kappos D. Kohler· M. W. Konig. M. Kohlhaufl . M. Korn . L. Kreienbrock G. Liebetrau . H. Magnussen· E. v. Mutius . H. Nohl· D. Nowak M. Otto· W. Petro· H.-W. Schiwara . J. Schneider· K. Schultz G. Schultze-Werninghaus . K. Staniek . J. C. Virchow Jr .. L. W. Weber H. E. Wichmann· M. Wittmann· H.-J. Woitowitz . R. Zellner

, Springer

Dr. med. KONRAD SCHULTZ Prof. Dr. med. WOLFGANG PETRO Klinik Bad Reichenhall Fachklinik ffir Erkrankungen der Atmungsorgane und Allergien der LVA Niederbayern-Oberpfalz Salzburger StraBe 8 - 11 D-83435 Bad Reichenhall

Mit 75 Abbildungen und 69 Tabellen

ISBN-13 :978-3-642-72022-2

Die Deutsche Bibliothek-CIP-Einheitsaufnahme

Pneumoiogische Umweltmedizin / Hrsg.: Konrad Schultz; Wolfgang Petro. - Berlin; Heidelberg; New York ; Barcelona; Budapest; Hongkong ; London; MaiJand ; Paris; Santa Clara; Singapur ; Tokio: Springer, 1998

ISBN-13:978-3-642-72022-2 e-ISBN-13:978-3-642-72021-5 DOl: 10.1007/978-3-642-72021-5

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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1998 Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1998

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Geleitwort

Die Umweltmedizin ist ein Querschnittsfach. Der Katalog der Weiterbildungsin­halte fiir die Zusatzbezeichnung Umweltmedizin zeigt dies deutlich. Kenntnisse in Grundlagen, Methoden und Verfahren zur Messung der Umweltbelastung werden ebenso gefordert wie klinisches Wissen. Gerade bei der Definition der klinischen Umweltmedizin muB die Frage beantwortet werden, ob die Ausein­andersetzung z. B. eines Bakteriums mit der Lunge, welche zur Pneumonie fiihren kann, ein Thema der Umweltmedizin darstellt. Oder, ist das Bronchial­karzinom als Folge des Zigarettenrauchens ein klinisches Problem, welches vom Umweltmediziner oder vom Pneumologen mit onkologischer Ausrichtung gelost werden soIl?

Aufgrund dieser Schwierigkeiten ist es problematisch, den Umweltmediziner zu definieren. Es ist daher ein groBes Verdienst der Herausgeber Schultz und Petro ein umfassendes Buch iiber pneumologische Umweltmedizin konzipiert zu haben. Bei der Gliederung dieses Buches ist offensichtlich, daB sich die Auto­ren bemiihten, den Bezug von Umwelt zur Organerkrankung mit klassischen Methoden der Forschung und Medizin zu beschreiben. Ich denke, daB gerade dieser Aspekt die Zukunft der Umweltmedizin wesentlich bestimmen wird. Auch bei der Forschung in der Umweltmedizin diirfen wir die Grundlagen der Natur­wissenschaft nicht auBer Acht lassen.

In der Pneumologie sind wir es gewohnt, die funktionellen Folgen einer Erkrankung zu messen. Diese Denkweise hat zur SolidWit unseres pneumologi­schen Fachgebietes beigetragen. Wir sollten diesem Grundsatz treu bleiben und immer nur dann von einem relevanten UmwelteinfluB auf Lunge und Atemwege sprechen, wenn ein Effekt quantifizierbar ist und Exposition sowie Karenz den kausalen Zusammenhang belegen. Unter Beachtung dieses wichtigen Grund­satzes konnen wir zeigen, welchen groBen EinfluB die Umwelt auf die Integritat von Atemwegen und Lunge hat. Die Lektiire dieses sorgfaltig zusammenge­stellten Buches wird zeigen, daB die Pneumologie einen bedeutsamen Beitrag zur klinisch relevanten Umweltmedizin leisten wird.

GroBhansdorf, November 1997 H. MAGNUSSEN

Vorwort der Herausgeber

Was bezweckt diese Darstellung der Pneumologischen Umweltmedizin?

Sowohl in Praxis und Klinik als auch in der politisch-offentlichen Diskussion werden A.rzte zunehmend mit Fragen der Auswirkungen von Umwelteinfltissen auf die Gesundheit konfrontiert. Diese betreffen die Atmungsorgane als wesent­liches Umweltgrenzorgan in ganz besonderem AusmaB, miBt doch die innere Oberflache der Lunge ca. 80-90 m2, betragt doch die tagliche Ventilation ca. 10000-20000 Liter (potentieH schadstoffbelastete) Umgebungsluft. Zwangs­laufig ergibt sich daraus die Nlihe zwischen Umweltmedizin und Pneumologie. Dartiber hinaus werden viele der Auswirkungen der Luftschadstoffe mit pneu­mologischen Methoden untersucht.

Pneumologie ist daher tiber weite Strecken Umweltmedizin und Umwelt­medizin ohne Pneumologie ist nicht denkbar. AniaB genug, eine Bestandsauf­nahme tiber das vorhandene Wissen der Wechselwirkungen von Lunge, Umwelt und Umweltveranderungen zu versuchen.

Hauptziel dieses Buches ist vor aHem die Vermittlung eines fundierten pneu­mologisch-umweltmedizinischen Basiswissens, unter anderem auch mit dem Ziel, zu den oben angesprochenen Fragen qualifiziert, d. h. auf dem Boden der vorhandenen wissenschaftlichen Erkenntnisse SteHung nehmen zu konnen.

Was ist Pneumologische Umweltmedizin?

Unter Umweltmedizin wird ein interdisziplinares Fachgebiet verstanden, welches sich mit der Erforschung, Erkennung, Behandlung und Pravention umweltbe­dingter Gesundheitsstorungen befaBt. Der zentrale Fachgegenstand sind insbe­sondere anthropogene Umweltbelastungen und deren gesundheitliche Folgen 1.

Unter "Pneumologischer Umweltmedizin" verstehen wir - ganz von einem klinisch-pragmatischen Standpunkt ausgehend - den Teilaspekt der Umwelt­medizin, welcher sich primar mit pneumologischen Krankheitsbildern befaBt. Primar nicht zentrales Thema sind also jene extrapulmonalen Erkrankungen, bei denen die Atmungsorgane lediglich den Schadstoffpfad darsteHen, also

1 Curriculum-Umweltmedizin. Hrsg. Bundesarztekammer, 1995

VIII Vorwort der Herausgeber

z.B. hamatologische Erkrankungen, dermatologische Erkrankungen oder neu­rotoxische Storungen. Ebenfalls aus Grtinden einer uns geboten erschienenen Themenbegrenzung, wurde zudem auf eine spezielle Darstellung der verschie­denen Aspekte primar mikrobiell bedingter Erkrankungen der Atmungsorgane verzichtet. Diese letztlich willktirliche Abgrenzung (Legionellen, Chlamydien u. a.) erschien uns aber schon aus Umfangsgrtinden angezeigt.

Die Themenschwerpunkte dieses Buches sind daher:

• Epidemiologische, pathophysiologische und diagnostische Aspekte beztiglich der haufigsten umweltmedizinisch relevanten Erkrankungen der Atmungs­organe,

• Beispiele pneumologisch relevanter Umweltschadstoffe, • Interventionsstrategien, Informationsstrategien.

Zwar war uns die praktische Umsetzbarkeit der gebotenen Informationen bei der Planung und Gliederung ein wesentliches Anliegen, andererseits erfordert die Materie aber sowohl ein Eingehen auf methodologische Grundfragen als auch auf weitergehende umweltpolitische, rechtliche und berufspolitische Aspekte.

Denn mehr noch als andere Bereiche der Medizin, ist Umweltmedizin unter einem gesamtgesellschaftlich-politischen Hintergrund zu sehen. Dies beinhaltet Chancen - aber auch Gefahren.

Chancen sind z. B. im Sinne einer Primarpravention gegeben - eine der vor­nehmsten arztlichen Aufgaben schlechthin. Ein zwar wenig spektakulares, aber urn so eindeutigeres Beispiel, sind die Erkenntnisse tiber das Passivrauchen (KapiteI6.3). Zahlreiche andere Beispiele waren zu nennen. Hier warten ehren­volle Aufgaben.

Gefahren ergeben sich einerseits aus politischen oder wirtschaftlichen Inter­essen an "passenden" Ergebnissen der umweltmedizinischen Forschung. Das Spektrum reicht hier von der irreftihrenden Interpretation bis zur bewuB­ten Falschinformation. Andererseits gewinnen prinzipiell richtige Zusammen­hange, z. B. tiber Medien und Offentlichkeit, eine mitunter tiberschieBende "Handlungsdynamik", die zu irrationalen Umleitungen von Aktivitaten und Geldern ftihrt, die dann an anderen Stellen fehlen, oder aber bei man chen Men­schen, unter Verlust der VerhiiltnismaBigkeit, zu regelrechten "Toxikophobien" fiihren konnen.

Und schlieBlich: In wenigen Bereichen der Medizin sind die kontroversen Standpunkte so weit und so unversohnbar voneinander entfernt wie im Bereich der Umweltmedizin. Nicht selten verstellen Emotionen und "a-priori-Minder­achtung" den Blick auf Argumente, die zudem oft weder in die eine noch in die andere Richtung eindeutig schltissig sind.

Dem Versuch, im Rahmen eines integrativen Ansatzes ein Buch tiber Pneu­mologische Umweltmedizin zu erstellen, ist daher sachliche und polemische Kritik von vornherein sicher.

Wenn wir uns trotzdem auf das Wagnis eingelassen haben, dann aufgrund unserer durchweg positiven Erfahrungen bei den nun seit einigen Jahren in Bad

Vorwort der Herausgeber IX

Reichenhall durchgefiihrten Weiterbildungskursen zum Thema "Pneumologi­sche Umweltmedizin". Das Engagement, die Ernsthaftigkeit des Interesses und die Disziplin der Teilnehmer und der zahlreichen Referenten aus ganz Deutsch­land und Osterreich haben uns beeindruckt und von dem groBen Interesse an einer profunden Weiterbildung in diesem Fachgebiet uberzeugt. Aus dem Kreis dieser Referenten wurde ein wesentlicher Teil der Autoren dieses Buches gewonnen, erganzt durch weitere ausgewiesene Kenner der Materie. Fur deren Bereitschaft zur Einhaltung der formalen Vorgaben und das verstandnisvolle Eingehen auf weitere Vorschlage bzw. Korrekturwiinsche der Herausgeber sei hier nochmals gedankt.

Bad Reichenhall, Oktober 1997 K.SCHULTZ

W.PETRO

Inhaltsverzeichnis

1 Methodologische Grundlagen der Pneumologischen Umweltmedizin

1.1 Forschungsmethoden in der Pneumologischen Umweltmedizin -Ubersicht H. MAGNUSSEN und R.A. JORRES . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3

1.2 Grundbegriffe der Epidemiologie L. KREIENBROCK und H.E. WICHMANN . . . . . . . . . . . . . . . .. 9

1.3 Humanexperimentelle Forschungsansatze R.A. JORRES ............................... 27

2 Umweltmedizinisch relevante Erkrankungen der Atmungsorgane

2.1 Asthma, Bronchitis, Emphysem D.NoWAK ................................. 43

2.2 Malignome K. HAUSSINGER und M. KOHLHAUFL . . . . . . . . . . . . . . . . .. 67

2.3 Erkrankungen durch anorganische Staube M.KoRN ................................. 83

2.4 Erkrankungen durch organische Staube (Exogen-allergische Alveolitis - EAA) G. LIEBETRAU .............................. 87

2.5 Erkrankungen der oberen Atemwege C. BACHERT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

2.6 Atemwegserkrankungen bei Kindem E. v. MUTIUS ............................. 109

3 Pathophysiologie der umweltverursachten pneumologischen Krankheitsbilder

3.1 Entzundung, Oxidantienbelastung, bronchiale Hyperreagibilitat J.C.VIRcHow,Jr .............................. 119

3.2 Allergien und Pseudoallergien L. JAGER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

XII Inhaltsverzeichnis

4 Ausgewahlte Diagnose- und MeBverfahren bei pneumologischen Umweltkrankheiten

4.1 Diagnostische Strategien in der Pneumologischen Umweltmedizin K.AIGNER ................................ 149

4.2 Lungenfunktionsdiagnostik in der Pneumologischen Umweltmedizin K. SCHULTZ und W. PETRO

4.3 Allergologisch-immunologische Diagnostik L.JAGER .................... .

4.4 Untersuchungen der mukozilHiren Clearance W.PETRO ................... .

4.5 Toxikologische Umweltanalytik H.-W. SCHIWARA und H. W. HOPPE

4.6 MeBverfahren (Innen- und AuBenluftschadstoffe) L.W.WEBER .................... .

4.7 Vorgehen in der Praxis A. HELLMANN .. ...

5 Pneumologisch relevante Umweltschadstoffe

5.1 Systematik der Luftschadstoffe. Einteilung, Definitionen, Grundbegriffe K.SCHULTZ ......................... .

5.2 AuBenluftschadstoffe: Gas- und partikelformige AuBenluft­schadstoffe R.A. JORRES, D. NOWAK und H. MAGNUSSEN

5.3 Innenraumschadstoffe I. GROSS, J. HEINRICH und H. E. WICHMANN

5.4 Natiirliche und kiinstliche Allergene H.ALLMERS ............ .

5.5 Pneumologisch relevante Karzinogene

165

205

221

229

253

273

. ... 287

307

331

347

M. WITTMANN ............. . ...... 369

5.6 Praktische Beispiele verbreiteter potentieller Schadstoffe in Haus, Beruf und Freizeit L. W. WEBER ............................... 389

6 Pravention, Risikominimierung, Schulung

6.1 KarenzmaBnahmen bei allergischen Erkrankungen L. JAGER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423

Inhaltsverzeichnis XIII

6.2 Innenraumklima: Temperatur und Luftfeuchtigkeit M. WITTMANN .............. 433

6.3 Rauchen - Passivrauchen - Pdivention P. L. BOLCSKEI und M. W. KONIG .... 445

6.4 Schulung (Neue Schulungsaufgaben in der Pneumologischen Umweltmedizin) K. SCHULTZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465

6.5 Beruf und Berufsfindung M.KoRN ........ .

7 Therapie und Rehabilitation

7.1 Hyposensibilisierung bei Rhinitis und Asthma bronchiale (Geschichte, Indikationen, Durchfiihrung, Langzeiterfolge, Zukunftsperspektiven)

477

G.SCHULTZE-WERNINGHAUS ...................... 483

7.2 Antioxidative Therapie H. NOHL und K. STANIEK .. ..... 503

7.3 Alternative Heilmethoden in Umweltmedizin,Allergologie und Pneumologie W.DORSCH .......................... .

7.4 Gesicherte medikamentose und nichtmedikamentose Behandlungs­prinzipien bei chronis chen Atemwegserkrankungen

511

W. PETRO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525 A. Antiobstruktive und antiinflammatorische Therapie

bei chronischen Atemwegserkrankungen ....... 525 B. Physikalische Therapie bei chronis chen Atemwegserkrankungen 535

8 Entwicklung alternativer FCKW-freier Dosieraerosole

8.1 Stand der Entwicklung D.KoHLER ...... .

8.2 Entwicklung alternativer FCKW-freier Dosieraerosole - Perspektiven

551

U.H. CEGLA ............................... 561

8.3 Ozonschichtabbau und Klimalinderungen R.ZELLNER ................. .

9 Rechtliche Aspekte, Begutachtung, Informationsquellen, Umweltpolitische ZielgroSen

9.1 Rechtliche Aspekte - Haftung bei Umweltschliden

569

T. HELLMANN .............................. 579

XIV Inhaltsverzeichnis

9.2 Umweltmedizinische Begutachtung J. SCHNEIDER und H.-J. WOITOWITZ

9.3 Informationsstrategien und Datenzugriff M.OTTO ••••••••••••••••••

9.4 Berufspolitische ZielgroBen A. HELLMANN ••••••••

9.5 Grenz-, Leit- und Richtwerte fUr den priiventiven Gesundheitsschutz A.D.KAPPOS

Sachverzeichnis ..

589

599

613

617

635

Mitarbeiterverzeichnis

Dr. K. AIGNER Allgemeines offentliches Krankenhaus der Elisabethinen Abteilung fiir Pneumologie FadingerstraBe 1 Postfach 239 A-4010 Linz

Dr. med. H. ALLMERS Hohe StraBe l33 44139 Dortmund

Prof. Dr. med. C. BACHERT HNO-Abteilung Universitat Gent De Pintelann ISS B-9000 Gent

Univ.-Doz. Dr. med. P.L. BOLCSKEI Klinikum Niirnberg Medizinische Klinik 3 - Schwerpunkt Pneumologie -FlurstraBe 17 D-90340 Niirnberg

Prof. Dr. med. U. H. CEGLA RhOnstraBe 3 D-56410 Montabaur

Prof. Dr. med. W. DORSCH AidenbachstraBe lIS D-Sl379 Miinchen

Ilona GROSS Institut fiir Epidemiologie GSF-Forschungszentrum fiir Umwelt und Gesundheit Ingolstadter LandstraBe 1 D-S5764 Neuherberg

Prof. Dr. med. K. HXUSSINGER Zentralkrankenhaus Gauting der LVA Oberbayern Unterbrunner StraBe S5 D-S2l31 Gauting

Priv.-Doz. Dr. J. HEINRICH Institut fiir Epidemiologie GSF-Forschungszentrum fur Umwelt und Gesundheit Ingolstadter LandstraBe 1 D-S5764 Neuherberg

Dr. med. A. HELLMANN Bundesverband der Pneumologen Grottenau 2 D-S6150 Augsburg

Dr. jur. T. HELLMANN Rechtsanwalt Effner StraBe 4S D-S1925 Miinchen

Dr. rer. nat. H. W. HOPPE Haferwende 12 Postfach 2 S3 57 D-2S035 Bremen

XVI Mitarbeiterverzeichnis

Prof. Dr. med. 1. JAGER Klinikum der Friedrich-Schiller­Universitat Institut fur Klinische Immunologie Am Johannisfriedhof 3 D-07740 Jena

Dr. rer. nat. R.A. JORRES Krankenhaus GroBhansdorf Zentrum rur Pneumologie und Thoraxchirurgie Forschungslabor Wohrendamm 90 D-22927 GroBhansdorf

Priv.-Doz. Dr. phil. nat. Dr. med. A. D. KAPPOS Abteilung Gesundheit und Umwelt BehOrde fur Arbeit, Gesundheit und Soziales TesdorpfstraBe 8 D-20148 Hamburg

Prof. Dr. med. D. KOHLER Krankenhaus Kloster Grafschaft Zentrum fur Pneumologie, Beatmungs- und Schlafmedizin AnnostraBe 1 D-57392 Schmallenberg

Dr. med. M. W. KONIG Klinikum Nurnberg Medizinische Klinik 3 - Schwerpunkt Pneumologie­FlurstraBe 17 D-90340 Nurnberg

Dr. med. M. KOHLHAUFL Zentralkrankenhaus Gauting der LVA Oberbayern Unterbrunner StraBe 85 D-82131 Gauting

Priv.-Doz. Dr. med., Dipl.-Biol. M. KORN Institut fur Arbeits- und Sozialmedizin der Universitat WilhelmstraBe 27 D-72074 Tiibingen

Priv.-Doz. Dr. L. KREIENBROCK Institut fur Epidemiologie GSF-Forschungszentrum rur Umwelt und Gesundheit Ingolstadter LandstraBe 1 D-85764 Neuherberg

Prof. Dr. med. G. LIEBETRAU Lungenklinik Lostau LindenstraBe 2 D-39291 Lostau

Prof. Dr. med. H. MAGNUSSEN Krankenhaus GroBhansdorf Zentrum fur Pneumologie und Thoraxchirurgie Wohrendamm 90 D-22927 GroBhansdorf

Dr. med. ERIKA VON MUTIUS Dr. von Hauner'sche Kinderklinik LindwurmstraBe 4 D-80337 Miinchen

o. Univ.-Prof. Dr. Dr. H. NOHL Institut fur Pharmakologie und Toxikologie der Veterinar-Medizinischen Universitat Wien Veterinarplatz 1 A-1210Wien

Priv.-Doz. Dr. med. D. NOWAK Ordinariat fur Arbeitsmedizin der Universitat Hamburg Adolph-SchOnfelder-StraBe 5 D-22083 Hamburg

Dr. med. M. OTTO Akademie fur Kinderheilkunde und Jugendmedizin e.v. Dokumentations- und Informations­stelle fur Umweltfragen c/o Kinderhospital Iburger StraBe 200 D-49082 Osnabruck

Prof. Dr. med. W. PETRO Klinik Bad Reichenhall Fachklinik fur Erkrankungen der Atmungsorgane und Allergien der LVA Niederbayern-Oberpfalz Salzburger StraBe 8 - 11 D-83435 Bad Reichenhall

Dr. med. H.-W. SCHIWARA Haferwende 12 Postfach 330660 D-28353 Bremen

Dr. med. J. SCHNEIDER Institut und Poliklinik fur Arbeits- und Sozialmedizin Universitat GieBen Aulweg 129/III D-35385 GieBen

Dr. med. K. SCHULTZ Klinik Bad Reichenhall Fachklinik fur Erkrankungen der Atmungsorgane und Allergien der LVA Niederbayern-Oberpfalz Salzburger StraBe 8 -11 D-83435 Bad Reichenhall

Prof. Dr. med. G. SCHULTZE-WERNINGHAUS Berufsgenossenschaftliche Krankenanstalten Bergmannsheil Universitatsklinik GilsingstraBe 14 D-44789 Bochum

Dr. med. KATRIN STANIEK Institut fur Pharmakologie und Toxikologie der Veterinar-Medizinischen Universitat Wien Veterinarplatz 1 A-1210Wien

Mitarbeiterverzeichnis XVII

Priv.-Doz. Dr. med. J. C. VIRCHOW Jr. Medizinische Universitatsklinik Freiburg Pneumologie Hugstetter StraBe 55 D-79106 Freiburg

Dr. med., Dipl.-Chem. 1. W. WEBER Institut f. Arbeits- u. Sozialmedizin Universitat Ulm Albert-Einstein -Allee 11 D-89081 Ulm

Prof. Dr. med. H. E. WICHMANN Institut fUr Epidemiologie GSF-Forschungszentrum fur Umwelt und Gesundheit Ingolstadter LandstraBe 1 D-85764 Neuherberg

Dr. med. M. WITTMANN Klinik Bad Reichenhall Fachklinik fur Erkrankungen der Atmungsorgane und Allergien der LVA Niederbayern-Oberpfalz Salzburger StraBe 8 - 11 D-83435 Bad Reichenhall

Prof. Dr. med. H.-J. WOITOWITZ Institut und Poliklinik fur Arbeits- und Sozialmedizin Universitat GieBen Aulweg 129/III D-35385 GieBen

Prof. Dr. R. ZELLNER Universitat GH Essen Institut fur Physikalische und Theoretische Chemie Fachbereich 8 UniversitatsstraBe 5 D-45117 Essen